數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應用第10章 Python數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

10.1.1Python語言概述

1.Python語言的誕生和發(fā)展Python語言誕生于1990年，它由GuidovanRossum設計并領導開發(fā)，是解釋型語言ABC的一種繼承。2000年10月，Python2.0正式發(fā)布，2010年7月，Python2.x系列的最后一個版本2.7發(fā)布，該版本已于2020年1月1日終止支持。2008年12月，Python3.0正式發(fā)布，2019年10月，3.8版發(fā)布，并預計2020年10月將正式發(fā)布3.9版。Python被TIOBE評為2010、2018年度語言，2018年9月超越C++居排行榜第3名（前2名為C和Java）。2.Python語言的特點

(1)簡潔易讀(2)可移值性好(3)可擴展性強

(4)支持面向?qū)ο?5)通用靈活(6)開源和豐富的類庫

10.1.2開發(fā)環(huán)境搭建1.安裝Python解釋器

官網(wǎng)（/downloads）上下載，目前以3.6或3.7版為好，3.8版還處于bugfix階段（20年8月）。2.Python程序運行方式

(1)交互式運行方式

(2)文件式（批量式）運行方式

IDLE是Python自帶的集成開發(fā)環(huán)境，功能更強大的Python語言集成開發(fā)環(huán)境是PyCharm。當然還有其他的開發(fā)環(huán)境。3.安裝PyCharmPyCharm的安裝包可以從它的官網(wǎng)https://www.jetbrains.com/pycharm上下載。PyCharm有收費的專業(yè)版（ProfessionalEdition）和免費的社區(qū)版（CommunityEdition）兩個版本。

10.2.1第三方庫概述Python語言有標準庫和第三方庫兩類庫，標準庫隨Python安裝包一起發(fā)布，用戶可以隨時使用；第三方庫由全球開發(fā)者分布式維護，需要安裝后才能使用。第三方程序包括庫（library）、模塊（module）、類（class）和包（package）等多種命名，這里不對這些命名進行區(qū)分，統(tǒng)一將這些可重用代碼稱為“庫”。第三方庫并非都采用Python語言編寫，很多采用C、C++等語言編寫的專業(yè)庫可以通過簡單的接口封裝供Python語言程序調(diào)用，這樣的黏性功能使得Python語言被稱為“膠水語言”。Python的官網(wǎng)（/pypi）上提供了第三方庫索引功能（PythonPackageIndex，PyPI）。

10.2.2安裝第三方庫pip工具安裝、自定義安裝和文件安裝三種安裝方法。1.pip工具安裝

pip是Python官方提供并維護的第三方庫在線安裝工具。pip是Python內(nèi)置命令，只能在Windows命令提示符窗口中執(zhí)行，執(zhí)行pip–h命令將列出pip常用的子命令。

例10.1

安裝將Python程序（.py文件）打包成可執(zhí)行文件的第三方庫PyInstaller。

pipinstallpyinstaller

例10.2

查看已安裝的PyInstaller庫的相關信息。

pipshowpyinstaller

例10.3

列出系統(tǒng)中已經(jīng)安裝的第三方庫清單。

piplist

10.2.2安裝第三方庫1.pip工具安裝例10.4

下載Python專用數(shù)據(jù)庫訪問第三方庫pymssql。

pipdownloadpymssql

本例僅僅下載pymssql的安裝文件（下載哪一個文件與執(zhí)行本命令的日期有關），并不真正安裝它。例10.5

使用清華大學的鏡像源安裝基于Qt的專業(yè)級GUI第三方庫PyQt5。

pipinstallpyqt5-i/simple2.自定義安裝

pip是安裝Python第三方庫的最主要方式，有一些第三方庫暫時不能用pip安裝。

自定義安裝是指按照第三方庫提供的步驟和方式安裝，一般適用于pip中尚未登記或安裝失敗的第三方庫。

10.2.2安裝第三方庫3.文件安裝美國加州大學爾灣分校提供了一個可幫助用戶獲得Windows平臺下第三方庫文件的網(wǎng)站（/~gohlke/pythonlibs）。該網(wǎng)站列出了一批在pip安裝中可能出現(xiàn)問題的第三方庫，用戶可根據(jù)Python語言的版本和Windows的版本選擇對于的.whl文件下載。例10.6

安裝例10.4中下載的第三方庫pymssql，假定安裝文件在D:\Python文件夾中。

pipinstalld:\python\pymssql-2.1.4-cp36-cp36m-win_amd64.whl如果需要在沒有網(wǎng)絡的環(huán)境下安裝第三方庫，可以采用文件安裝方法。如果已經(jīng)安裝了PyCharm集成開發(fā)環(huán)境，則也可以在PyCharm中安裝第三方庫。

10.2.3導入第三方庫使用import導入庫有以下3種方法。1)import<庫名>[as<別名>]

這種方法導入第三方庫后，可以使用該庫中的所有函數(shù)，調(diào)用庫中函數(shù)的格式為：

<庫名>.<函數(shù)名>([<函數(shù)參數(shù)>])2)from<庫名>import{*|<函數(shù)名>[,…n]}

這種方法導入第三方庫后，可以使用該庫中的所有函數(shù)或者所列出的函數(shù)，使用時不再需要庫名，調(diào)用庫中函數(shù)的格式為：

<函數(shù)名>([<函數(shù)參數(shù)>])3)from<庫名>import<函數(shù)名>as<別名>

如果要導入的函數(shù)的名稱可能與程序中現(xiàn)有的名稱沖突，或者函數(shù)的名稱太長，可用as指定簡短而獨一無二的別名，這樣在程序中就可以用別名來代替函數(shù)名調(diào)用函數(shù)了。

10.3.1connect函數(shù)

在Python程序中訪問數(shù)據(jù)庫是通過Python的DB-API進行的，DB-API為不同的關系數(shù)據(jù)庫提供了一致性的接口，使得不同數(shù)據(jù)庫間的代碼移植變得更為簡單。為SQLServer、MySQL、MongoDB提供DB-API接口的第三方庫分別是pymssql、PyMySQL、pymongo。

調(diào)用connect函數(shù)的常用格式為：

pymssql.connect(server,user,password,database)

連接成功，則返回連接對象（ConnectionObject）主機名，本地可以使用“”（在不聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下也可使用，但是“.”只能在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下使用）為了能夠成功連接SQLServer服務器，該服務器版本應當是Developer版或Enterprise版，而不能是Express版在調(diào)用connect函數(shù)之前，應當首先在SQLServer配置管理器中啟用TCP/IP協(xié)議，并確認其TCP端口號為1433。

10.3.2Connection對象Connection對象沒有數(shù)據(jù)屬性，但定義了5個方法。(1)cursor()方法用于創(chuàng)建一個游標對象（CursorObject）。(2)commit()方法提交當前事務。如果數(shù)據(jù)庫不支持事務，或者創(chuàng)建的連接對象啟用了自動提交功能，則不能使用該方法。(3)rollback()方法回滾當前事務。(4)autocommit(status)方法將根據(jù)參數(shù)status的值（True或False）啟用或者關閉自動提交功能。默認處于關閉狀態(tài)。(5)close()方法用于關閉當前連接。

10.3.3Cursor對象

Cursor對象有4個數(shù)據(jù)屬性(1)connection是創(chuàng)建此游標的連接對象。(2)lastrowid是最近一次所插入行的ID值。(3)rowcount是最近一次操作所影響的行數(shù)。(4)rownumber是當前結(jié)果集中游標的索引（從0開始）。定義了11個方法，主要有以下6個(1)execute(operation[,params])方法：operation指定SQL語句，params為占位符。(2)executemany(operation,params_seq)方法：重復執(zhí)行params_seq（常常是列表類型）中的每一個元素。(3)fetchone()方法：獲取查詢結(jié)果集中的下一行。(4)fetchmany(size=None)方法：獲取查詢結(jié)果集中的下size行，并返回一個由元組組成的列表。(5)fetchall()方法：獲取查詢結(jié)果集中余下的所有行。(6)close()方法：關閉當前游標。

10.3.4Python訪問數(shù)據(jù)庫的主要步驟使用pymssql訪問SQLServer數(shù)據(jù)庫的步驟如下：(1)用connect函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接，返回連接對象conn；(2)用連接對象conn的cursor方法創(chuàng)建游標，返回游標對象cur；(3)用游標對象cur的execute、executemany、fetchone、fetchmany、fetchall等方法操作數(shù)據(jù)庫；(4)用連接對象conn的commit方法提交(3)中所做的操作（如果(3)中做的僅僅是查詢操作，或者連接對象的自動提交功能處于開啟狀態(tài)，可以省略本步）；(5)用連接對象conn的close方法關閉連接。例10.7

使用pymssql訪問SQLServer數(shù)據(jù)庫示例。程序見教材

10.4.1GUI編程概述1.GUI庫介紹(1)Tkinter內(nèi)置在Python的安裝包中，是綁定了Python的TkGUI工具集。Tkinter是輕量級跨平臺的，且足夠易用，但它提供的控件有限。(2)wxPython是跨平臺的GUI工具集wxWidgets（用C++編寫）的Python封裝，是一套優(yōu)秀的GUI圖形庫。(3)PyGTK是GUI庫GTK的Python封裝庫，但在Windows平臺上似乎表現(xiàn)不太好。(4)PyQt是基于專業(yè)級跨平臺GUI工具集Qt（用C++編寫）的Python封裝庫，每一個PyQt控件都有其對應的Qt控件。PyQt有620多個類和約6000個函數(shù)或者方法，其功能非常強大。用PyQt開發(fā)的界面效果與用Qt開發(fā)的界面效果相同，其跨平臺的支持性很好。下面所講的PyQt5就是Qtv5的Python封裝庫。

10.4.1GUI編程概述2.窗口和控件在GUI編程中，窗口包含組成GUI的各種圖形化元素（如文本框、單選框、命令按鈕等），這些元素稱為控件或組件（Widget）?？丶梢元毩⒋嬖?，也可以作為容器存在。使用容器控件的目的是將容器控件中的控件歸為一類，以有別于其他控件。在PyQt5中，QMainWindow、QWidget和QDialog三個類都可以用來創(chuàng)建窗口，可以直接使用，也可以繼承后再使用。(1)QMainWindow窗口可以包含菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄、標題欄等，是最常見的窗口形式，也可以說是GUI程序的主窗口。(2)QDialog是對話框窗口的基類。它可以是模態(tài)的，也可以是非模態(tài)的。QDialog窗口沒有菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄等。(3)有可能作為頂層窗口，也有可能嵌入到其他窗口中，那么就使用QWidget類。

10.4.1GUI編程概述3.布局管理布局管理一般可以通過GUI制作工具或者純代碼編寫兩種方式來完成。在前面介紹的4種GUI庫中，只有PyQt有一個稱為Qt設計師（QtDesigner）的可視化GUI設計工具。PyQt5使用統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)來定位控件的位置和大小。屏幕的左上角為坐標系統(tǒng)的原點，屏幕的坐標系統(tǒng)是用來定位頂層窗口的。而在窗口內(nèi)部也有自己的坐標系統(tǒng)，窗口的坐標系統(tǒng)是用來定位控件的。對使用PyQt5所開發(fā)的界面用純代碼進行布局管理主要有兩種方法，即絕對位置布局和布局類布局。絕對位置布局就是通過用setGeometry(x,y,width,height)方法來實現(xiàn)的。

10.4.1GUI編程概述3.布局管理絕對位置布局有如下幾個缺點:(1)如果改變一個窗口的大小，窗口中控件的大小和位置不會隨之改變；(2)所生成的窗口在不同的平臺下看起來可能不一樣；(3)在程序中改變字體時可能會破壞布局；(4)如果修改布局，如新增一個控件，就必須全部重新布局，既煩瑣又費時。在PyQt5中用布局類布局有4種布局方式，4種布局方式對應4個布局類。(1)水平布局類(QHBoxLayout)可把所添加的控件在水平方向上依次排列；(2)垂直布局類(QVBoxLayout)可把所添加的控件在垂直方向上依次排列；(3)網(wǎng)格布局類(QGridLayout)可把所添加的控件以網(wǎng)格的形式排列；(4)表單布局類(QFormLayout)可把所添加的控件以兩列的形式排列。在窗口中進行單一的布局并不難，但若要進行比較復雜的布局，如布局的嵌套，推薦使用QtDesigner可視化管理工具來進行界面布局。

10.4.1GUI編程概述4.事件驅(qū)動處理在Qt編程中，采用“信號-槽”機制來實現(xiàn)事件驅(qū)動處理，簡單地說，信號（Signal）就是事件，槽（Slot）就是事件的處理程序。在創(chuàng)建事件循環(huán)之后，當信號發(fā)射時，連接的槽函數(shù)將會自動執(zhí)行。在PyQt5中，信號和槽通過sender.signal.connect(receiver.slot)連接，其中sender是發(fā)送信號的對象，signal是信號名稱，receiver是接受信號的對象，slot是信號綁定的方法（即槽函數(shù)）。所有從QObject類或其子類（如QWidget）派生出的類都能夠包含信號和槽。信號與槽是多對多的關系，一個信號甚至還可以觸發(fā)其他信號。在PyQt5編程時，用戶可以使用預先定義好的信號（內(nèi)置信號）和槽函數(shù)（內(nèi)置槽函數(shù)），也可以自定義信號和槽函數(shù)。

10.4.2PyQt5中應用程序的創(chuàng)建PyQt5庫中QtWidgets模塊是PyQt5界面設計中最常用的模塊，它包含了一系列UI元素，用于創(chuàng)建典型的桌面風格用戶界面。其他的模塊還有49個（5.11.1版本）。使用PyQt5庫創(chuàng)建一個GUI程序的基本步驟如下：

(1)導入PyQt5